生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理ppt課件-展示頁(yè)
2025-01-14 13:35本頁(yè)面
【正文】 噪聲淹沒的信號(hào)中提取有用的生物醫(yī)學(xué)信息的特征并作模式分類的方法。 ? 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究 、臨床檢查 、 病人監(jiān)護(hù) 、 治療控制 、 以及人工器官和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域 ， 是一種基礎(chǔ)性技術(shù) 。 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的研究已涉及生物體各層次的廣泛的生物信息 。 ?信號(hào)檢測(cè)一般需要通過以下步驟： ?生物醫(yī)學(xué)信號(hào)通過電極拾取或通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)放大器及預(yù)處理器進(jìn)行信號(hào)放大和預(yù)處理，然后經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，輸入計(jì)算機(jī)，然后通過各種數(shù)字信號(hào)處理算法進(jìn)行信號(hào)分析處理，得到有意義的結(jié)果。 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)處理方法概述 ? 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)方法 ? 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理方法 ? 數(shù)字信號(hào)處理的特點(diǎn) 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)方法 ?生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)是對(duì)生物體中包含的生命現(xiàn)象、狀態(tài)、性質(zhì)和成分等信息進(jìn)行檢測(cè)和量化的技術(shù)。 更一般性的方法是采用自適應(yīng)處理技術(shù) ， 使處理的參數(shù)自動(dòng)跟隨信號(hào)的非平穩(wěn)性而改變 。 ? 因此在信號(hào)處理時(shí)往往進(jìn)行相應(yīng)的理想化和簡(jiǎn)化 。 而且它往往是非平穩(wěn)的 ， 即信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特征 （ 如均值 、 方差等 ） 隨時(shí)間的變化而改變 。 ? 因此在信號(hào)的獲取 、 放大 、 處理時(shí)要充分考慮對(duì)信號(hào)的頻率響應(yīng)特性 。 ? 3． 頻率范圍一般較低： 經(jīng)頻譜分析可知 ，除聲音信號(hào) （ 如心音 ） 頻譜成分較高外 ，其它電生理信號(hào)的頻譜一般較低 。 這給信號(hào)的檢測(cè)與處理帶來了困難 。 ? 2． 噪聲強(qiáng)： 噪聲是指其它信號(hào)對(duì)所研究對(duì)象信號(hào)的干擾 。 如從母體腹部取到的胎兒心電信號(hào)僅為 10～ 50μV，腦干聽覺誘發(fā)響應(yīng)信號(hào)小于 1μV， 自發(fā)腦電信號(hào)約 5～ 150μV， 體表心電信號(hào)相對(duì)較大 ， 最大可達(dá) 5mV。 ?我們這里所研究的 生物醫(yī)學(xué)信號(hào) 即是上述的包括主動(dòng)的 、 被動(dòng)的 、 電的和非電的人體物理信息 。如誘發(fā)響應(yīng)信號(hào)，即是在刺激下所產(chǎn)生的電信號(hào)，在超聲波及 X 射線作用下所產(chǎn)生的人體各部位的超聲圖象、 X 射線圖象等也是一種被動(dòng)信號(hào)。 ?上述信號(hào)是由人體自發(fā)生產(chǎn)的，稱為 “ 主動(dòng)性 ”信號(hào)。 ? 人體非電信號(hào) ，如體溫、血壓、心音、心輸出量及肺潮氣量等，通過相應(yīng)的傳感器，即可轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。 ? 人體電信號(hào) ，如體表心電（ ECG） 信號(hào)、腦電（ EEG）、 肌電（ EMG）、 眼電（ EOG）、胃電（ EGG） 等在臨床上取得了不同程度的應(yīng)用。 ? 物理信息 是指人體各器官運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的信息。由于我們的身體整個(gè)生命過程中都在不斷地實(shí)現(xiàn)著物理的、化學(xué)的及生物的變化，因此所產(chǎn)生的信息是極其復(fù)雜的。生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理 主要內(nèi)容 ? 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的特點(diǎn) ? 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)處理方法概述 ? 信號(hào)及其描述 ? 信號(hào)處理的一般方法 ? 應(yīng)用實(shí)例 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的特點(diǎn) ? 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的一個(gè)重要研究領(lǐng)域 ， 也是近年來迅速發(fā)展的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的一個(gè)重要的應(yīng)用方面 ， 正是由于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程的緊密結(jié)合 ， 才使得我們?cè)谏镝t(yī)學(xué)信號(hào)特征的檢測(cè) 、 提取及臨床應(yīng)用上有了新的手段 ， 因而也幫助我們加深了對(duì)人體自身的認(rèn)識(shí) 。 ?人體中每時(shí)每刻都存在著大量的生命信息。 ?我們可以把生命信號(hào)概括分為二大類： 化學(xué)信息 物理信息 ? 化學(xué)信息 是指組成人體的有機(jī)物在發(fā)生變化時(shí)所給出的信息，它屬于生物化學(xué)所研究的范疇。物理信息所表現(xiàn)出來的信號(hào)又可分為電信號(hào)和非電信號(hào)兩大類。人體磁場(chǎng)信號(hào)檢測(cè)近年來也引起了國(guó)內(nèi)外研究者和臨床的高度重視，我們把磁場(chǎng)信號(hào)也可歸為人體電信號(hào)。 ? 電信號(hào)是最便于檢測(cè)、提取和處理的信號(hào) 。 ?另外，還有一種“ 被動(dòng)性 ”信號(hào)，即人體在外界施加某種刺激或某種物質(zhì)時(shí)所產(chǎn)生的信號(hào)。這些信號(hào)是我們進(jìn)行臨床診斷的重要工具。 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的主要特點(diǎn) ?1．信號(hào)弱 ?2．噪聲強(qiáng) ?3．頻率范圍一般較低 ?4．隨機(jī)性強(qiáng) ? 1． 信號(hào)弱： 直接從人體中檢測(cè)到的生理電信號(hào)其幅值一般比較小 。 ? 因此 ， 在處理各種生理信號(hào)之前要配置各種高性能的放大器 。 如電生理信號(hào)總是伴隨著由于肢體動(dòng)作 、 精神緊張等帶來的干擾 ， 而且?；煊休^強(qiáng)的工頻干擾；誘發(fā)腦電信號(hào)中總是伴隨著較強(qiáng)的自發(fā)腦電；從母腹取到的胎兒心電信號(hào)常被較強(qiáng)的母親心電所淹沒 。 ? 因此要求采用一系列的有效的去除噪聲的算法 。 如心電的頻譜為 ～ 35Hz， 腦電的頻譜分布在 l～ 30Hz之間 。 ? 4． 隨機(jī)性強(qiáng)： 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)是隨機(jī)信號(hào) ， 一般不能用確定的數(shù)學(xué)函數(shù)來描述 ， 它的規(guī)律主要從大量統(tǒng)計(jì)結(jié)果中呈現(xiàn)出來 ， 必須借助統(tǒng)計(jì)處理技術(shù)來檢測(cè) 、 辨識(shí)隨機(jī)信號(hào)和估計(jì)它的特征 。 這給生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的處理帶來了困難 。 當(dāng)信號(hào)非平穩(wěn)性變化不太快時(shí) ， 可以把它作為分段平穩(wěn)的準(zhǔn)平穩(wěn)信號(hào)來處理；如果信號(hào)具有周期重復(fù)的節(jié)律性 ， 只是周期和各周期的波形有一定程度的隨機(jī)變異 ， 則可以作為周期平穩(wěn)的重復(fù)性信號(hào)來處理 。 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的主要任務(wù) 1． 研究不同生物醫(yī)學(xué)信號(hào)檢測(cè)和提取的方法； 2． 研究突出信號(hào)本身 、 抑制或除去噪聲的各種算法； 3． 研究對(duì)不同信號(hào)的特征的提取算法； 4． 研究信號(hào)特征在臨床上的應(yīng)用 。 ?涉及到人機(jī)接口技術(shù)、低噪聲和抗干擾技術(shù)、信號(hào)拾取、分析與處理技術(shù)等工程領(lǐng)域，也依賴于生命科學(xué)（如細(xì)胞生理、神經(jīng)生理等）研究的
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